对称性保持的变分量子模拟:噪声量子硬件上的海森堡自旋链

变分量子算法是当前在含噪中等规模量子(NISQ)设备上模拟相互作用的量子多体系统最有前景的方案之一。然而,变分量子本征求解器(VQE)的实际成效关键取决于所选变分拟设的结构。该工作通过通用硬件高效拟设和融入物理知识、保持对称性的变分电路,对一维反铁磁海森堡自旋-1/2链的基态性质展开研究。研究人员将变分结果与精确对角化和无噪声模拟进行基准测试,随后在IQM Garnet真实量子硬件上验证该方法。结果表明:在相同资源限制下,相较于硬件高效拟设,将物理对称性融入电路设计能显著提升能量估计精度,增强对硬件噪声的鲁棒性,并获得更清晰的收敛行为。这些发现揭示了NISQ时代特定问题拟设构建对可靠量子模拟的重要性。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-28 17:17

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